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计算机文化基础 2013 2014学年度第1学期 计算机文化基础 课程学时 32学时课程学分 2学分平时成绩 40 出勤 实验报告 综合作业 期末考试 60 上机考试 理论 操作 第1章计算机基础知识 3 1 1计算机系统 1 1 1计算机的发展历程 1 第一代计算机 1946 1958 第一代计算机采用的主要元件是电子管 称为电子管计算机 2 第二代计算机 1958 1964 第二代计算机采用的主要元件是晶体管 称为晶体管计算机 3 第三代计算机 1964 1971 计算机开始采用中小规模的集成电路元件 4 第四代计算机 1971 现在 计算机开始采用大规模和超大规模集成电路元件 4 1 1 2计算机系统组成及工作原理1 计算机系统的组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成 硬件是构成计算机物理设备的总称 软件是运行 管理和维护计算机而编制的各种程序 数据和文档的总称 5 6 2 计算机工作原理采用存储程序的方式和二进制表示数据 指令 7 1 存储程序控制的基本原理由美籍匈牙利数学家冯 诺依曼 提出了存储程序控制的基本原理 从而奠定了现代计算机设计的基础 如今的计算机 从软件到硬件都有了迅猛的发展 但都没有脱离这个基本原理 这个基本原理有以下3个基本要点 1 计算机硬件由五个基本部分组成 2 在计算机内部采用二进制 3 将程序和数据存储在存储器中 当程序运行时 从存储器中取出执行 2 指令及其执行过程指令是计算机能够识别和执行的一些基本操作 指令一般由两部分组成 第一部分是操作码 指明该指令要完成的操作 例如加法操作 第二部分是操作数 是指参与运算的数据 计算机系统中所有指令的集合称为该计算机的指令系统 计算机执行一条指令的过程一般分为下面四个步骤 1 取出指令 2 分析指令 3 执行指令 4 形成下一条指令的地址3 程序的执行过程程序是由多条指令构成的指令序列 当程序运行时 按顺序执行指令 8 1 1 3计算机的硬件系统1 运算器运算器是对数据进行加工处理的部件 它的主要作用是进行算术运算和逻辑运算 2 控制器控制器是计算机的指挥中心 它的主要作用是从内存中读取指令并执行指令 协调并控制计算机的各个部件按指令序列执行操作 控制器是计算机的指挥中心 而运算器则是进行计算的核心部分 常将这两部分合称为中央处理单元CPU CentralProcessingUnit 9 3 存储器存储器是具有记忆功能的器件 它的主要作用是用于存放程序 数据及运算结果 存储器分为主存储器简称内存和辅助存储器简称外存两类 4 输入设备输入设备是向计算机输入程序 数据等信息的设备 它的主要作用是将信息转换为计算机可以识别的二进制代码 并输入到计算机中 5 输出设备输出设备是输出计算机内部数据的设备 它的主要作用是将计算机处理后的结果显示或打印出来 10 1 1 4计算机软件系统1 系统软件系统软件是指管理 维护计算机 为用户提供系统服务的软件 目的是确保计算机的正常工作和为用户提供使用计算机的操作环境 1 操作系统操作系统是管理和控制计算机硬件 软件资源 协调程序运行的系统 由一系列具有不同管理和控制功能的程序组成 操作系统则是在裸机之上的最基本的系统软件 是系统软件的核心 使用操作系统有两大目的 一是统一管理计算机系统的所有资源 二是为方便用户使用计算机而在用户和计算机之间提供接口 常用的操作系统有Windows UNIX LINUX等 11 2 程序设计语言 机器语言它是计算机能够直接执行的语言 采用二进制的形式 特点是计算机能够识别 程序执行效率较高 但编写困难 不易掌握 汇编语言它是面向机器的语言 它采用比较容易识别和记忆的符号来表示程序 特点是在执行之前必须先将汇编语言编写的程序翻译成机器语言程序才能被执行 程序执行效率较高 但可移植性差 高级语言它接近自然语言 它的特点是用高级语言编写 计算机硬件不能直接执行 要经过翻译后才能执行 可读性好 易掌握好 高级语言种类较多 常用的有面向对象的程序设计语言如VisualBasic C VisualC C Java Delphi等 12 3 语言处理程序 汇编程序它是将用汇编语言编写的源程序翻译成机器语言的目标程序 解释程序将高级语言编写的源程序翻译成机器语言时 有两种翻译方式 解释 和 编译 分别由解释程序和编译程序完成 解释方式是通过解释程序对源程序一边翻译一边执行 通过解释程序完成 13 编译程序大多数高级语言编写的程序采用编译的方式 它是首先将源程序编译成目标程序 然后再通过连接程序将目标程序和库文件相连接形成可执行文件 可执行文件的扩展名是 EXE 14 4 数据库系统数据库系统主要是解决数据处理的问题 它的特点是数据量大 处理的主要内容是数据的存储 查询 修改 分类等 数据库系统是一个复杂的系统 通常由硬件 操作系统 数据库 数据库管理系统和应用程序组成 常用的数据库管理系统有FoxBase FoxPro Access SQLServer Oracle等 5 服务软件服务软件是为用户开发程序和使用计算机提供方便服务的软件 15 2 应用软件 1 通用软件通用软件是为解决某一类问题而开发的 例如文字处理 电子邮件的收发 图像处理等 2 专用软件专用软件是针对特殊用户要求而开发的软件 例如 在银行的个人账户处理系统等专用软件 16 1 3微型机计算机配件 1 主板2 中央处理器3 存储器4 输入 输出设备5 总线和接口 微型计算机主机箱内部设备 CPU系统主板内存硬盘软盘驱动器CD ROM驱动器显示适配器声卡网卡电源 微型计算机外接设备 显示器音箱鼠标键盘打印机MODEM 调制解调器 扫描仪 1 主板 主机由中央处理器和内存储器组成 用来执行程序 处理数据 主机芯片都安装在一块电路板上 这块电路板称为主机板 主板 为了与外围设备连接 在主机板上还安装有若干个接口插槽 可以在这些插槽上插入与不同外围设备连接的接口卡 主板是微型计算机系统的主体和控制中心 它几乎集合了全部系统的功能 控制着各部分之间的指令流和数据流 主板图示 系统主板 CPU插座 串行接口 AGP扩展槽 PCI扩展槽 电池 内存插槽 芯片组 BISO芯片 主板后部接口 主机箱 立式机箱 2 中央处理器 CPU 计算机中央处理器简称CPU 它是计算机硬件系统的核心 是计算机的心脏 CPU品质的高低直接决定了计算机系统的档次 中央处理器 运算器是对数据进行加工处理的部件 它不仅可以实现基本的算术运算 还可以进行基本的逻辑运算 实现逻辑判断的比较及数据传递 移位等操作 控制器是负责从存储器中取出指令 确定指令类型 并译码 按时间的先后顺序 向其它部件发出控制信号 统一指挥和协调计算机各器件进行工作的部件 是计算机的 神经中枢 CPU CentralProcessingUnit CPU主频 即CPU内核工作的时钟频率 CPUClockSpeed 双核处理器 DualCoreProcessor 双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心 从而提高计算能力 所属系列 Intel酷睿i5CPU主频 2800MHz插槽类型 LGA1155制作工艺 32纳米二级缓存 4 256KB核心代号 SandyBridge核心数量 四核心三级缓存 6MB总线类型 DMI总线 1175元 CPU主频 即CPU内核工作的时钟频率 CPUClockSpeed 双核处理器 DualCoreProcessor 双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心 从而提高计算能力 3 存储器 存储器的主要功能是存放程序和数据 使用时 可以从存储器中取出信息来查看 运行程序 称其为存储器的读操作 也可以把信息写入存储器 修改原有信息 删除原有信息 称其为存储器的写操作 存储器通常分为内存储器和外存储器 1 内存储器 内存 2 外存储器 外存 1 内存储器 内存条 容量 512M 1G 2G等 产品系列 金士顿DDR31系列内存容量 2GB适用类型 台式机内存类型 DDR3内存主频 1333MHz容量描述 单条 2GB CL延迟 9 9 9 24插槽类型 DIMM传输标准 PC3 10600 77元 2 外存储器 外存储器一般用来存储需要长期保存的各种程序和数据 它不能被CPU直接访问 必须先调入内存才能被CPU利用 外存与内存相比 外存存储容量比较大 但速度比较慢 软盘 硬盘 U盘和光盘的图示 光盘 软盘 内置硬盘内部 移动硬盘 U盘 内置硬盘外观 硬盘的磁道 扇区 柱面 硬盘 硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时 磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定 所属系列 希捷7200转SATA台式机硬盘适用类型 台式机硬盘容量 1000GB转速 7200rpm缓存 32MB接口类型 SATA2 0单碟容量 500GB硬盘尺寸 3 5英寸 400元 硬盘 光盘 是近代发展起来不同于磁性载体的光学存储介质光盘 用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息 又称激光光盘 光盘以光信息做为存储物的载体 用来存储数据的一种物品 分不可擦写光盘 如CD ROM DVD ROM等 和可擦写光盘 如CD RW DVD RAM等 4 7G的容量 8 5G容量 产品类型 先锋DVR 219CHV安装方式 内置 台式机光驱 光驱类型 DVD刻录机接口类型 SATADVD R 24XDVD RW 6XDVD RDL 12XDVD RW 8XCD R 40X 全称 USB闪存盘 英文名 USBflashdisk 它是一个USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品 可以通过USB接口与电脑连接 实现即插即用 U盘的称呼最早来源于朗科公司生产的一种新型存储设备 名曰 优盘 使用USB接口进行连接 USB接口就连到电脑的主机后 U盘的资料可与电脑交换 而之后生产的类似技术的设备由于朗科已进行专利注册 而不能再称之为 优盘 而改称谐音的 U盘 后来U盘这个称呼因其简单易记而广为人知 而直到现在这两者也已经通用 并对它们不再作区分 是移动存储设备之一 U盘 SD卡 SecureDigitalMemoryCard 中文翻译为安全数码卡 是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备 它被广泛地于便携式装置上使用 例如数码相机 个人数码助理 PDA 和多媒体播放器等 SD卡由日本松下 东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制 大小犹如一张邮票的SD记忆卡 重量只有2克 但却拥有高记忆容量 快速数据传输率 极大的移动灵活性以及很好的安全性 SD卡 TF是小卡 SD是大卡 都是闪存卡的一种 TF卡尺寸最小 可经SD卡转换器 当SD卡使用 利用适配器可以在使用SD作为存储介质的设备上使用 TransFlash主要是为照相手机拍摄大幅图像以及能够下载较大的视频片段而开发研制的 TransFlash卡可以用来储存个人数据 例如数字照片 MP3 游戏及用于手机的应用和个人数据等 还内设置版权保护管理系统 让下载的音乐 影像及游戏受保护 未来推出的新型TransFlash还备有加密功能 保护个人数据 财政纪录及健康医疗文件 TF卡 PNP是Plug and Play 即插即用 的缩写 它的作用是自动配置 低层 计算机中的板卡和其他设备 然后告诉对应的设备都做了什么 PnP的任务是把物理设备和软件 设备驱动程序 相配合 并操作设备 在每个设备和它的驱动程序之间建立通信信道 换种说法 PnP分配下列资源给设备和硬件 I O地址 IRQ DMA通道和内存段 即插即用 4 输入 输出设备 输入 输出设备 输入设备 是外界向计算机传送信息的装置 输出设备 是将计算机中的数据信息传送到外部媒介 并转化成某种为人们所认识的表示形式 主要包括 显示器 打印机 绘图仪等 输入输出设备 I O 起着人和计算机 设备和计算机 计算机和计算机的联系作用 计算机的输入设备按功能可分为下列几类 字符输入设备 键盘 光学阅读设备 光学标记阅读机 光学字符阅读机 图形输入设备 鼠标器 操纵杆 光笔 图像输入设备 摄像机 扫描仪 传真机 模拟输入设备 语言模数转换识别系统 如光电纸带输入器 卡片输入器 光学字符读出器 磁带输入装备 汉字输入装备 鼠标等 将数据 程序和控制信息送入计算机内 鼠标是一种人机交互式屏幕标定输入设备 它的作用是可代替光标移动键进行光标定位操作及代替回车键操作 常见的鼠标器有机械式和光电式两种 键盘是微机上最重要 最常用的输入设备 大部分鼠标操作都可以由键盘完成 图形扫描仪是一种用于输入图形的专用输入设备 数码相机是具有录音 摄影 拍照等功能 并能与计算机相连接的一种输入设备 显示器是最基本的输出设备 用于输入 输出数据等的显示 显示器分两种 以阴极射线管为核心的CRT显示器和平板式用液晶显示材料制作的LCD显示器 前者最常用 但体积大而笨重 后者体积小 重量轻 主要用于便携式计算机中 打印机分为击打式和非击打式两大类 它们的主要区别是打印头与打印纸是否以撞击方式完成打印 最流行的击打式打印机有点阵式打印机 非击打式打印机的主要代表有喷墨打印机和激光打印机两类 声卡 显卡 网卡 声卡 显示卡 网卡 modem 外置modem 所属系列 索泰GTX460显卡芯片 GeFrceGTX460芯片厂商 NVIDIA显存位宽 256bit核心频率 700MHz显存容量 1024MB散热方式 散热风扇显存速度 0 5ns 纳秒 显存频率 3600MHz 显卡 5 总线和接口 1 总线计算机中传输信息的公共通路称为总线 BUS 一次能够在总线上同时传输信息的二进制位数被称为总线宽度 CPU是由若干基本部件组成的 这些部件之间的总线被称为内部总线 而连接系统各部件间的总线称为外部总线 也称为系统总线 按照总线上传输信息的不同 总线可以分为数据总线 DB 地址总线 AB 和控制总线 CB 三种 2 接口不同的外围设备与主机相连都必须根据不同的电气 机械标准 采用不同的接口来实现 主机与外围设备之间信息通过两种接口传输 一种是串行接口 一种是并行接口 最常见的并口设备就是打印机 串口常见的是鼠标 键盘 U盘 MP3随身听等等 串口速度快 热插拔使用方便 1 3 2微型机的主要技术指标 1 字长2 运算速度3 主频4 内存容量5 外设配置6 软件配置 计算机配置单 联想电脑的型号电脑型号联想扬天M4680N台式电脑操作系统WindowsXP32位处理器英特尔Pentium 奔腾 双核E5400 2 70GHz主板联想主板 英特尔P35 G33 G31 P31Express ICH7 内存2GB 记忆科技DDR2800MHz 主硬盘希捷ST3250318AS 250GB 显卡ATIRadeonHD4350 RV710 512MB 宝龙达 显示器联想LEN1086LENL1950wD 19 1英寸 光驱东芝 三星DVD ROMTS H353CDVD光驱声卡瑞昱ALC662 英特尔82801G ICH7 高保真音频网卡MarvellYukon88E8056PCI EGigabitEthernetController 联想 59 综合信息门户 1 2计算机中数据的表示方法 1 2 3二进制数的优点1 电路简单2 工作可靠3 简化运算4 逻辑性强 1 2 1数制的概念 所谓进位计数制 就是按进位的方法进行计数 它包括三要素 1 数位2 基数3 位权 1 数位是指数码在数中的位置 例如十进制数 1234 561234 56千百十个十百位位位位分分位位3210 1 2 某种计数制中 每个数位上所能使用的数码的个数 称为这种计数制的基数 1 十进制的基数基数为10 数码为0 1 2 9十个 2 二进制的基数基数为2 数码为0 1两个 3 十六进制的基数基数为16 数码为0 9 A F十六个 4 八进制的基数基数为8 数码为0 1 7八个 2 基数 位权是指在进位计数制中 为了确定一个数位的实际数值必须乘上的因子 十进制数123 45中的位权123 4510210110010 110 2十六进制数12A BC中的位权12A BC16216116016 116 2二进制数101 01中的位权101 012221202 12 2 3 位权 几种常用进制 1 十 二 十六和八进制2 常用四种进制数的表示3 各进制数的对比关系 表1 1常用四种进制数的表示 表1 2各进制数的对比关系 1 十进制数二进制数八进制数十六进制数100011120010223001133401004450101556011066701117781000108 十进制数二进制数八进制数十六进制数9100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F16100002010 表1 2各进制数的对比关系 2 计算机中数的存储和运算都使用二进制数 计算机在处理其他进制数时 必须先转换成二进制数 处理完后 再转换为其他数制的数 将一个数从一种进制转换成另一种进制 就称为数制转换 1 非十进制数转换为十进制数2 十进制数转换为非十进制数3 二进制转换为八 十六进制4 八 十六进制转换为二进制 1 2 2数制转换 非十进制数转换成十进制数方法就是加权求和 例1 将二进制数 101 11 2转换成十进制数 101 11 2 1 22 0 21 1 20 1 2 1 1 2 2 5 75 10 例2 将十六进制数5EA 11转换成十进制数 5EA 11 16 5 162 14 161 10 160 1 16 1 1 16 2 1514 0664062 10 1 非十进制数转换为十进制数 十进制数转换为非十进制数分两步转换整数部分 基数除法 除基数取余数小数部分 基数乘法 乘基数取整数 例1 将十进制数25 625转换为二进制数 整数部分 11001小数部分 101即 25 625 10 11001 101 2 例2 将十进制数62129 375转换成十六进制数 整数部分 F2B1小数部分 5B6即 62129 375 10 F2B1 5B6 16 2 十进制数转换为非十进制数 二进制数转换成八进制数方法是 从小数点开始 向左或向右每3位二进制数分成一组 不足3位 整数部分高位补0 小数部分低位补0 然后按对应位置写出每组二进制数等值的八进制数及对应的小数点即可 二进制数转换成十六进制数方法是 从小数点开始 向左或向右每4位二进制数分成一组 不足4位 整数部分高位补0 小数部分低位补0 然后按对应位置写出每组二进制数等值的十六进制数及对应的小数点即可 3 二进制转换为八 十六进制 将 1011101 101 2转换成八 十六进制数001011101 101八进制 135 501011101 1010十六进制 5D A即 1011101 101 2 135 5 8 5D A 16 4 八 十六进制转换为二进制 八进制数转换成二进制数方法是 将每位八进制数用3位二进制数代替即可 小数点不动 十六进制数转换成二进制数方法是 将每位十六进制数用4位二进制数代替即可 小数点不动 将 3AFE 5C 16转换成二进制数3AFE 5C0011101011111110 01011100即 3AFE 5C 16 11101011111110 010111 2将 704 53 8转换成二进制数704 53111000100 101011即 704 53 8 111000100 101011 2 计算 1 10100101 10111 2 82 207 54 8 23 11001111 01111 2 164 1E4 2A 16 2 1 2 4数据存储单位 1 内存容量内存容量是指内存储器能够存储信息的总字节数 2 外存容量外存容量是指外存储器能够存储信息的总字节数 3 通常容量单位比特 1位二进制数所表示的信息量称为1个比特 bit 字节 1个字节B Byte 由8位二进制位组成 即1Byte 8bits 实际使用的单位有千字节 KB 兆字节 MB 吉字节 GB 太字节 TB 它们之间的换算关系如下 1KB 210Byte 1024Byte1MB 210KB 220Byte1GB 210MB 230Byte1TB 210GB 240Byte 1 2 5字符编码 西文字符编码 1 ASCII编码在计算机中对字符进行编码 通常采用的是ASCII编码 它的全称是美国国家信息交换标准代码 AmericanNationalStandardCodeforInformationInterchange ASCII码通常用7位二进制编码表示一个字符 编码总数为27共128个 相应地有128个不同的字符 由于ASCII码只用7位 在用一个字节保存一个字符的ASCII编码时 占该字节的低7位 因此最高位补0 2 常见的ASCII编码阿拉伯数字 0 9 48 57大写英文字符 A Z 65 90小写英文字符 a z 97 122 78 中文字符编码 1 国标码在计算机中处理的汉字是指由国家组织制订的汉字字符集中的汉字 即GB2312 80编码 也称为国标码 2 汉字的输入码为将汉字输入到计算机中而设计的编码称为汉字输入码 例如 搜狗拼音输入法 智能ABC输入法 五笔字型输入法等 3 机内码汉字的机内码是供计算机内部进行汉字存储 处理和传输而统一使用的代码 用两个字节来存储一个汉字 4 汉字字形码汉字字形码用于汉字在显示屏或打印机上输出 每一个汉字的字形都必须预先存放在计算机内 称为字形信息库 简称字库 79 1 4金山打字通2010的使用 1 4 1键盘组成1 4 2键盘操作概述1 4 3键盘操作练习 1 键盘简介计算机键盘是计算机输入设备中最常用 最重要的一种 是人与计算机进行对话的工具 用于输入数据 程序或控制命令等 我们通常使用的键盘是美式104键盘 2 键盘的组成及各键的功能 组成图 1 4 1键盘组成 1 键盘操作的正确姿势2 基本指法 重点掌握 图示 3 键盘指法分区 重点掌握 图示 1 4 2键盘操作概述 1 初学键盘输入者最易出现的问题2 键盘练习方法此节内容主要是针对同学们练习过程中常见问题 它可以帮助同学们更快更好地掌握键盘的使用 1 4 3键盘操作练习 键盘的组成 功能键区 主键区 编辑键区 数字小键盘区 状态指示灯区 主键区 字母键 数字 符号键 字母键 shift键 空格键 Ctrl键 Ctrl键 Ctrl键 Alt键 跳格键 大写锁定键 释放键 退格键 换行键 主键区 字母键 直接输入即可 英文状态下为英文字母 中文状态下为汉字编码 主键区 数字键 位于下档 直接输入即可 符号键 位于上档 需要与Shift配合使用 即Shift 对应字符键 主键区 上档键 单独使用无意义 与字母同时按下完成对应字母的大小写转换 与双字符键同时按下完成其上位字符的输入 主键区 字母大写锁定键 按下该键当CapsLock指示灯亮时 此时输入的均为大写字母 而且汉字输入法也不起作用 当CapsLock指示灯灭时 此时输入的均为小写字母 主键区 跳格键 每按下该键一次 光标移动